The flow field of regenerative reheating furnace and the internal temperature and thermal stress analysis methods of the workpiece are characterized by the following steps: the following steps are as follows: a) the geometric model of regenerative reheating furnace is established, b) is divided into grid, c), the numerical simulation model is selected, the entry boundary is determined by D, and the entrance condition of the model is set as the speed entry condition, E) set the boundary conditions of the outlet and wall, f) to calculate the temperature field of each burner on both sides of the reheating furnace during the reversing process, g) to establish the model of the workpiece in the furnace, and H) to select the thermal structural analysis unit, to mesh the model of the workpiece in the furnace, and to input the thermal physical parameters in the furnace to deal with the workpiece in the furnace, I). J) the distribution of temperature field in the furnace is taken as the basis and boundary conditions, and the workpiece in the furnace is calculated and analyzed. The invention has simple modeling process and more accurate results. The model parameters can be adjusted according to the heating furnace and the workpiece to adapt to a wide range.
【技术实现步骤摘要】
蓄热式加热炉流场及工件内部温度、热应力分析方法
本专利技术涉及热处理领域,特别涉及一种基于FLUENT和ANSYS仿真平台的蓄热式加热炉流场及内部工件温度、热应力分析方法。
技术介绍
目前许多工件在进行形变处理前需要一个加热过程,而该加热过程作为整个生产工艺中重要的热处理环节对工件的热塑性、晶粒质量等有着至关重要的影响。其中蓄热式加热炉采用单蓄热式燃烧加热的加热方式,采用独立设置的蓄热室或蓄热式烧嘴,可将空气或煤气进行加热,采用蓄热式高温空气燃烧技术,通过气体燃料或助燃空气与烟气交替通过蓄热体的方式,实现极限余热回收和气体燃料与助燃空气的高温余热并组织燃烧。为了了解工件在加热炉内的加热情况就必须了解钢坯所处的热环境,也就是说必须了解加热炉内部的温度场、流场、压力场。加热炉内是一个高度耦合的场,在其中气体流动、气体燃烧和辐射换热相互耦合,因此对加热炉内部的热过程的求解十分复杂。传统研究加热炉内热过程的方法称为实验法,即通过气体物质分析仪、热电偶、燃烧物质分析仪等获得加热炉内部温度场、气体分布情况、炉压分布情况、以及炉内加热钢坯的温升情况等,在此基础上进行更深入的分析和处理。但是,传统意义上的实验法耗费时间长、资金多,同时针对多种炉况信息的取得是非常困难的,多数情况也是不可能的。随着近年来加热炉数值模拟技术得到了飞速的发展,通过在加热炉热工过程的研究中引进数值模拟技术,可以有效的减少实验研究所消耗的时间和费用,并且数值模拟技术的引入能够更加准备的计算出加热炉内的温度场、流场、及污染物的详细分布。而目前多数学者只是动态分析一个换向过程中或冷态条件下蓄热式加热炉内 ...
【技术保护点】
1.蓄热式加热炉流场及工件内部温度、热应力分析方法,其特征在于:方法具体内容包括如下步骤:a)建立蓄热式加热炉几何模型,包括蓄热式加热炉左右两侧烧嘴,加热炉主体模型、炉内处理工件模型、工件支撑物模型;b)划分网格,采取结构化网格划分与非结构化网格划分结合方式,对所述炉内处理工件周围、烧嘴等关键部位进行网格细化处理,结构性网格使用Gambit中Map法进行划分,非结构网格利用TGfid法进行划分;c)选择数值模拟计算模型,针对所研究的加热炉指定相适应的计算模型,包括湍流计算模型、燃烧计算模型、辐射计算模型,模型的求解方法选择修正的压力—速度耦合SIMPLEC算法,并且设置湍流模型计算10次耦合一次辐射计算,压力方程、湍动能方程以及动量方程都采用二阶迎风格式离散;d)确定入口边界条件,设定模型入口条件为速度入口条件,包括空气流入空气烧嘴前速度、煤气进入烧嘴前速度,考虑蓄热作用设定空气预热温度、煤气温度、设定炉内温度初始值,模拟加热炉一段流场,采用所用介质模型与入口边界条件单独计算空气入口与煤气入口的流场情况,得到两烧嘴出口的速度分布情况,然后将模拟计算得到的两烧嘴出口的速度矢量以轮廓文件P ...
【技术特征摘要】
1.蓄热式加热炉流场及工件内部温度、热应力分析方法,其特征在于:方法具体内容包括如下步骤:a)建立蓄热式加热炉几何模型,包括蓄热式加热炉左右两侧烧嘴,加热炉主体模型、炉内处理工件模型、工件支撑物模型;b)划分网格,采取结构化网格划分与非结构化网格划分结合方式,对所述炉内处理工件周围、烧嘴等关键部位进行网格细化处理,结构性网格使用Gambit中Map法进行划分,非结构网格利用TGfid法进行划分;c)选择数值模拟计算模型,针对所研究的加热炉指定相适应的计算模型,包括湍流计算模型、燃烧计算模型、辐射计算模型,模型的求解方法选择修正的压力—速度耦合SIMPLEC算法,并且设置湍流模型计算10次耦合一次辐射计算,压力方程、湍动能方程以及动量方程都采用二阶迎风格式离散;d)确定入口边界条件,设定模型入口条件为速度入口条件,包括空气流入空气烧嘴前速度、煤气进入烧嘴前速度,考虑蓄热作用设定空气预热温度、煤气温度、设定炉内温度初始值,模拟加热炉一段流场,采用所用介质模型与入口边界条...
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